本發(fā)明涉及一種用于多種康復(fù)訓(xùn)練運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力輸出裝置，屬于健身康復(fù)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

肌力測(cè)評(píng)與力量訓(xùn)練是醫(yī)療康復(fù)領(lǐng)域和體育健身領(lǐng)域基本的環(huán)節(jié)，肌力的精確測(cè)量和科學(xué)訓(xùn)練對(duì)肌肉及運(yùn)動(dòng)神經(jīng)的訓(xùn)練和康復(fù)意義重大。施力器作為測(cè)量和訓(xùn)練肌力的工具，須具備以下4種訓(xùn)練模式及相關(guān)功能。

等長(zhǎng)訓(xùn)練模式，即關(guān)節(jié)保持在一定位置，肌肉通過(guò)等長(zhǎng)收縮進(jìn)行測(cè)試與訓(xùn)練。等長(zhǎng)收縮指肌肉收縮張力與阻力相等時(shí)，肌肉長(zhǎng)度與關(guān)節(jié)位置無(wú)明顯變化。

等張訓(xùn)練模式，即肌肉通過(guò)等張收縮進(jìn)行測(cè)試與訓(xùn)練。等張收縮指肌肉收縮張力大于阻力，肌肉長(zhǎng)度自由變化，同時(shí)使關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)。

等速訓(xùn)練模式，即測(cè)試過(guò)程中肢體運(yùn)動(dòng)的速度預(yù)先設(shè)定且恒定不變，而外加阻力是可變的，它會(huì)隨受試者用力的大小調(diào)節(jié)阻力，使肌肉張力增高，力矩輸出增加，但不產(chǎn)生加速度。

被動(dòng)訓(xùn)練模式,即施力器帶動(dòng)肢體以恒定速度在指定范圍內(nèi)運(yùn)動(dòng).運(yùn)動(dòng)過(guò)程中肌肉張力的大小、變化不會(huì)改變運(yùn)動(dòng)速度。

肌力顯示與記錄功能,實(shí)時(shí)顯示并記錄測(cè)試者在不同位置的肌力水平,為評(píng)定肌力水平和指定訓(xùn)練計(jì)劃提供科學(xué)依據(jù)。

人機(jī)交互功能,測(cè)試者可了解肌力測(cè)試情況,并可自行設(shè)定訓(xùn)練速度、組數(shù)、運(yùn)動(dòng)范圍。

系統(tǒng)集成性與兼容性，測(cè)試系統(tǒng)可以與各功能配件集成，從而適用于人體多部位的肌力測(cè)評(píng)和力量訓(xùn)練。

目前，國(guó)際上常用的肌力測(cè)試系統(tǒng)有Cybex、Biodex、Kin-com、Lido Active。這些測(cè)試系統(tǒng)功能完善，但是價(jià)格高昂且需要專(zhuān)業(yè)人員的操作。而國(guó)內(nèi)的研究人員偏于單個(gè)運(yùn)動(dòng)模式實(shí)現(xiàn)方式的研究，故測(cè)試系統(tǒng)的功能不完備，無(wú)法全面測(cè)試肌力水平和訓(xùn)練肌力。并且國(guó)內(nèi)的產(chǎn)品為單圈有限范圍測(cè)扭矩，無(wú)法適用于多周無(wú)線范圍測(cè)扭矩。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，成本低，運(yùn)行可靠，通過(guò)編程能夠?qū)崿F(xiàn)多種運(yùn)動(dòng)模式的用于多種康復(fù)訓(xùn)練運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力輸出裝置。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為用于多種康復(fù)訓(xùn)練運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力輸出裝置，包括支座，所述支座內(nèi)設(shè)置有扭矩測(cè)力軸，所述扭矩測(cè)力軸的頂部設(shè)置有施力臂，所述施力臂上設(shè)置有施力手柄，所述扭矩測(cè)力軸的底部與減速器相連接，所述減速器的輸入軸連接有伺服電機(jī)，所述扭矩測(cè)力軸與PLC主控系統(tǒng)相連接，所述伺服電機(jī)通過(guò)伺服驅(qū)動(dòng)器與PLC主控系統(tǒng)相連接，所述PLC主控系統(tǒng)上設(shè)置有HMI人機(jī)界面。

優(yōu)選的，所述扭矩測(cè)力軸主要由彈性軸、應(yīng)變片、動(dòng)滑環(huán)和靜滑環(huán)構(gòu)成，所述彈性軸通過(guò)軸承安裝在支座內(nèi)，所述彈性軸上設(shè)置有應(yīng)變片，動(dòng)滑環(huán)和靜滑環(huán)套裝在彈性軸上，所述動(dòng)滑環(huán)通過(guò)螺釘固定在彈性軸上，所述靜滑環(huán)和彈性軸之間留有間隙，且靜滑環(huán)與支座連接固定，所述應(yīng)變片與動(dòng)滑環(huán)導(dǎo)線連接，所述動(dòng)滑環(huán)和靜滑環(huán)相接觸，靜滑環(huán)通過(guò)導(dǎo)線與PLC主控系統(tǒng)相連接。

優(yōu)選的，所述彈性軸與減速器的輸出軸鍵連接。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下技術(shù)效果：本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，采用PLC進(jìn)行控制，方便編程，能夠?qū)崿F(xiàn)等速運(yùn)動(dòng)、等張運(yùn)動(dòng)、等長(zhǎng)運(yùn)動(dòng)、被動(dòng)運(yùn)動(dòng)四種運(yùn)動(dòng)模式，從而準(zhǔn)確的進(jìn)行肌力測(cè)評(píng)與力量訓(xùn)練；同時(shí)采用動(dòng)、靜滑環(huán)的相互配合，實(shí)現(xiàn)信號(hào)輸出，進(jìn)而能夠?qū)崿F(xiàn)多周扭矩的測(cè)量。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為圖1中的A-A剖視圖。

圖3為本發(fā)明的控制原理框圖。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

如圖1所示，用于多種康復(fù)訓(xùn)練運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力輸出裝置，包括支座1，支座1內(nèi)設(shè)置有扭矩測(cè)力軸2，扭矩測(cè)力軸2的頂部設(shè)置有施力臂3，施力臂3上設(shè)置有施力手柄4，扭矩測(cè)力軸2的底部與減速器5相連接，減速器5的輸入軸連接有伺服電機(jī)6，扭矩測(cè)力軸2與PLC主控系統(tǒng)相連接，伺服電機(jī)6通過(guò)伺服驅(qū)動(dòng)器與PLC主控系統(tǒng)相連接， PLC主控系統(tǒng)上設(shè)置有HMI人機(jī)界面。

其中，如圖2所示，扭矩測(cè)力軸2主要由彈性軸7、應(yīng)變片8、動(dòng)滑環(huán)9和靜滑環(huán)10構(gòu)成，彈性軸7通過(guò)軸承11安裝在支座1內(nèi)，彈性軸7上設(shè)置有應(yīng)變片8，動(dòng)滑環(huán)9和靜滑環(huán)10套裝在彈性軸7上，動(dòng)滑環(huán)9通過(guò)螺釘固定在彈性軸7上，靜滑環(huán)10和彈性軸7之間留有間隙，且靜滑環(huán)10與支座1連接固定，應(yīng)變片8與動(dòng)滑環(huán)9導(dǎo)線連接，動(dòng)滑環(huán)9和靜滑環(huán)10相接觸，靜滑環(huán)10通過(guò)導(dǎo)線與PLC主控系統(tǒng)相連接，彈性軸7與減速器5的輸出軸通過(guò)鍵12連接。

本發(fā)明采用ＰＬＣ運(yùn)行可靠，其模擬量輸入口接收來(lái)自扭矩測(cè)力軸的信號(hào)，經(jīng)過(guò)內(nèi)部編程控制，在速度模式、被動(dòng)模式下其模擬量輸出口向伺服驅(qū)動(dòng)器輸出速度信號(hào)，在等張模式下其模擬量輸出口輸出轉(zhuǎn)矩信號(hào)，從而驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)行；伺服電機(jī)同時(shí)具備轉(zhuǎn)矩控制模式與速度控制模式（或轉(zhuǎn)矩控制模式與位置控制模式），滿足要求施力器四種模式的要求；扭矩測(cè)力軸兩端分別與減速器和施力臂剛性連接，用于實(shí)時(shí)檢測(cè)動(dòng)態(tài)扭矩并將檢測(cè)到的轉(zhuǎn)矩值送入PLC的模擬量輸入口。減速器用于放大伺服電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩。伺服驅(qū)動(dòng)器控制伺服電機(jī)旋轉(zhuǎn)，伺服電機(jī)通過(guò)編碼器發(fā)送位置反饋信號(hào)。PLC向伺服驅(qū)動(dòng)器發(fā)送控制信號(hào)，伺服驅(qū)動(dòng)器向PLC反饋運(yùn)行狀態(tài)。測(cè)試者通過(guò)HMI設(shè)置參數(shù)和監(jiān)控測(cè)試狀況。

扭矩測(cè)力軸采用彈性軸，在彈性軸上通過(guò)應(yīng)變膠粘貼應(yīng)變片，然后依次安裝靜滑環(huán)和動(dòng)滑環(huán)，動(dòng)滑環(huán)與應(yīng)變片連接且隨彈性軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)，靜滑環(huán)與動(dòng)滑環(huán)相接觸，且固定在支座上，這樣通過(guò)靜滑環(huán)能夠順利傳遞應(yīng)變片的電信號(hào)，傳輸給PLC，從而實(shí)現(xiàn)多周扭矩的測(cè)量。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包在本發(fā)明范圍內(nèi)。